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Übersicht - Moleküle des Alltags
 
 
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  Polystyrol  
 


Der Name des Moleküls der Woche beschreibt, dass diese Verbindung aus vielen (poly-) Styroleinheiten aufgebaut ist. Das weit verbreitete Polymer ist spröde, steif und glasklar, weshalb es beispielsweise in Fernsehern, Küchengeräten, Kleiderbügeln, Verpackungen, Spielwaren sowie Dia-Rahmen zum Einsatz kommt. Nicht weniger vielfältig taucht das aufgeschäumte Polystyrol unter dem Warenzeichen Styropor in unserem Alltagsleben auf. Als Material zur Wärme- und Geräuschdämmung, als Verpackungsmaterial zerbrechlicher Güter, als Grundlage für Dekorations- und Reklameartikel, Schwimmwesten und Rettungsringe sind nur wenige Anwendungsbeispiele für diese sehr leichte Polystyrolart.
Styropor wurde 1950 von der BASF erstmals auf den Markt gebracht, nachdem die I.G. Farben 1930 die Produktion von nicht aufgeschäumten Polystyrol begann. Polystyrole gelten als unbedenklich für die Gesundheit, deshalb sind sie für die Verpackung von Lebensmitteln zugelassen. Ungünstig ist allerdings die Brennbarkeit des Kunststoffs. Er brennt auch nach Entfernen der Zündquelle mit rußender heller Flamme weiter. Durch Zusatz geeigneter Flammschutzmittel wird die Entzündbarkeit von Polystyrolprodukten daher vermindert.

Deike Banser

Mehr über Polystyrol erfahren sie hier:
http://www.deutsches-kunststoff-museum.de/optimal/dplast22.htm
http://www.chemie.fu-berlin.de/fb/fachdid/kunststoffe/polystyrol.htm
http://www.basf.de/basf/html/plastics/deutsch/pages/schaum/styropor.htm

 

 
 
 
  Polyethylen  
 


Dieses Molekül ist ein Polymer – eine Verbindung vieler der oben dargestellten Bausteine. Polyethylen oder kurz PE kann man zu Folien ziehen, die trotz ihres geringen Gewichts sehr reißfest sind. Diese Eigenschaft macht es zu einem idealen Verpackungsmaterial, das als gesundheitlich unbedenklich gilt und nach der Nutzung einfach weggeworfen werden kann. PE-Abfälle verrotten auf Halden oder können in der Müllverbrennung ohne Freisetzung von giftigen Gasen entsorgt werden.
Es ist das typische Material für Plastiktüten oder Einwegverpackungen jeder Art. Es wird auch für Dichtungen, Schläuche oder für Bootsrümpfe verarbeitet. Durch spezielle Behandlungen macht man die Oberfläche haftfähig für Druckfarben oder Klebstoffe.
Das Polyethylen wurde 1933 in England entdeckt. Die großtechnische Umsetzung der Herstellung erfolgte ab 1939. Die Bedeutsamkeit des Materials wurde durch die Vergabe eines Nobelpreises an Karl Ziegler und Giulio Natta im Jahre 1963 gewürdigt, deren Forschung neue Möglichkeiten zur Darstellung des Polymers eröffneten. Im Übrigen ist das PE nicht nur ein industrielles Produkt – Polymere dieser Art finden sich auch in der Natur zum Beispiel in Kohlebergwerken als so genanntes Elaterit.

Links zum Thema Polyethylen finden Sie unter:
http://www.hug-technik.com/inhalt/fb/polyethylen.htm
http://www.deutsches-kunststoff-museum.de/optimal/dplast21.htm
http://www.sonnenseite.oekoserve.net/fp/archiv/RUBwerkstoff-materialsubstanz/Polyethylen.php

 

 
 
 
  Polyvinylchlorid PVC  
 


Polyvinylchlorid ist im Alltagsgebrauch besser bekannt unter seiner Abkürzung PVC. Ob als Material für Getränkeflaschen, als Ummantelung von Kabeln, als Beschichtung auf Möbeln oder für Gläser, in Dichtungen, jeder Art von Hartplastik oder auch Schallplatten, der Siegeszug dieses Polymerisationsproduktes des Vinylchlorids ist seit den 50er Jahren nicht mehr aufzuhalten. Eine Entwicklung, die vor allem von Deutschland und den USA ausging. Was macht diesen Stoff so besonders?
Zum einen ist es sicherlich seine hohe Beständigkeit gegen Wasser, Laugen, Säuren, Alkohole, Öle oder Benzine, die die Verwendung quasi überall ermöglicht. Zum anderen lassen sich sowohl Hart-PVCs für z.B. Schalenkoffer, Fußbodenbeläge oder Hartplastikbausteine als auch Weich-PVCs für Dichtungen oder Fasern herstellen. Nachteilig wirkt sich nur die geringere Härte aus: Sandkörner zerkratzen leicht den Fußboden oder die Fensterscheiben.
Während das Polymerisationsprodukt bislang als absolut ungefährlich und gesundheitlich unbedenklich gilt, ist die krebserregende Wirkung des Ausgangsstoffes, Vinylchlorid, inzwischen belegt. Leider ist auch die Entsorgung dieses Kunststoffs noch nicht ganz problemfrei. Wegen seiner überragenden Eigenschaften steigt der Verbrauch an diesem Material jedoch stetig an.

Stephan T. Hatscher

Links zum Thema PVC:
http://www.agpu.de/faktmenu.htm
http://www.chemie.fu-berlin.de/fb/fachdid/kunststoffe/polyvinylchlorid.htm
http://www.hug-technik.com/inhalt/fb/pvc.htm

 

 
 
 
  Nylon  
 


Das unter dem Namen Nylon® bekannt gewordene Material besteht aus Polyamid, d. h. größtenteils aus Reihen des in der Struktur dargestellten Bausteins.
Bei Nylon® handelt es sich um die erste vollständig synthetische Faser, die von dem amerikanischen Chemiker Carothers in den 1930ern entwickelt und von DuPont 1939 auf den Markt gebracht wurde, fast zeitgleich zu der verwandten Verbindung "Perlon". Der Begriff selbst ist eine Schöpfung der Werbung. Das Unternehmen wollte zunächst das Produkt als "No-run" verkaufen: keine Laufmasche. Zur Verfremdung wurden die Vokale vertauscht – doch Nulon und Nilon gab es schon oder es entstanden Ausspracheschwierigkeiten. So kam es schließlich zum Markennamen Nylon®. Größte Verwendung findet das Material noch immer in der Textilindustrie, hier besonders bekannt für die sprichwörtlichen Nylon-Strümpfe.
Spezialtextilien, gerade auch im Sportbereich, die leicht, wasserabweisend und stabil sein müssen, werden oft aus Nylonfasern hergestellt (Paraglider, Beschichtungen für Zelte etc.). Doch auch für die Werkstofftechnik ist das sehr elastische und reißfeste Material von Interesse.

Stephan T. Hatscher

Allgemeine Links zum Thema Nylon®:
http://people.freenet.de/chemie-hoenig/Chemiefasern/nylon.htm
http://www.chemie.fu-berlin.de/fb/fachdid/kunststoffe/amid.htm

Folgen Sie bitte folgendem Link zu einem Versuch zur Herstellung von Nylon®:
http://www.uni-bayreuth.de/departments/didaktikchemie/experimente/11_nylon_herstellung.htm

 

 
 
 
  Polyurethan  
 


Der Baustein der Moleküle dieser Woche ist oben dargestellt: Es handelt sich um sogenannte Polyurethane (PUR), eine sehr flexible Kunstofffamilie. Üblicherweise wird es aus zwei Flüssigkeiten, einem Diol (in der Struktur rot) und einem Isocyanat (blau gezeichnet), ein gummiartig elastischer bis hart plastischer, schaumiger oder kompakter Kunststoff gemacht, der in wenigen Minuten aushärtet und gut verklebt werden kann. Die mechanischen Eigenschaften sind sehr unterschiedlich und können ideal auf die jeweilige Anwendung angepasst werden.

Die Produktpalette der Materialien aus Polyurethan reicht von Rollen für Inliner über Armaturenbretter in Autos und Schuhsohlen bis hin zur Füllung von Sitzmöbeln. Und wer sich bei den sommerlichen Temperaturen ein Getränk aus dem Kühlschrank holt, sei daran erinnert, dass hier Platten des PUR für die Wärmedämmung und Isolierung sorgen.

Die Geburtsstunde des Polymerwerkstoffes liegt im Jahr 1937, als er von Otto Bayer entdeckt wurde. Es heißt, Bayer habe unterschiedlichste Rezepturen ausprobiert, um die Löcher seiner Schuhsohlen zu stopfen. Der eigentliche Durchbruch für den Tausendsassa gelang jedoch erst in den Fünfziger Jahren.
Stephan T. Hatscher

Links zum Thema Polyurethan finden Sie unter:
http://www.chemie.fu-berlin.de/fb/fachdid/kunststoffe/urethan.htm

Weitere Infos zur Verwendung von Polyurethan:
Einer der verschiedenen Bestandteile, die bei der Produktion von Kaltschaummatratzen verwendet werden, ist beispielsweise Polyurethanschaum (PUR). Der Polyurethanschaum befindet sich im Kern der 7-Zonen-Matratze und sorgt für eine orthopädisch gesündere Schlafhaltung. Aufgrund ihrer Beschaffenheit durch die 7 verschiedenen Zonen, die die Matratze aufweist und den hohen Liegekomfort, der geliefert wird, erfreut sich die Kaltschaummatratze zunehmender Beliebtheit.

 

 
 
 
  Polytetrafluorethylene (Teflon)  
 


Die unter dem Handelsnamen "Teflon®" bekannten polymeren Verbindungen gehören zu einer Art besonders unempfindlicher Kunststoffe. Sie bestehen aus Makromolekülen, die sich aus 5.000 bis 100.000 Einzelbausteinen (siehe Abbildung) zusammensetzen. Teflon wird durch starke Säuren und die meisten Lösungsmitteln nicht angegriffen, lässt sich problemfrei in dem weiten Temperaturbereich zwischen -200°C bis +300°C einsetzen und wird erst ab etwa 400° zerstört.
Die Tatsache, dass diese Verbindungen exzellente Isolatoren und noch zugleich ungiftig sind, macht sie für die Materialchemie besonders interessant. Durch besondere Beimengungen von Fremdstoffen lassen sich auch die Eigenschaften des Kunststoffes noch an die jeweilige Nutzung speziell anpassen. Im Handel findet man es dementsprechend auch in fast beliebigen Formen.
Große Verwendung findet es in Beschichtungen (jeder kennt die "Teflon®"pfanne), Dichtungen, in Spezialtextilien (sog. Klimamembranen enthalten oftmals Fasern dieses Materials) und vor allem der Elektro- und Luftfahrtindustrie, die auf leichte, unempfindliche und vielseitige Materialien angewiesen sind.

Stephan T. Hatscher

Links zum Thema Tetrafluorethylen:
http://www.brand.de/deutsch/techinfo/plastic/plast2_d.htm
http://www.umweltlexikon-online.de/fp/archiv/RUBsonstiges/Polytetrafluorethylen.php
http://www.brg-landeck.asn-ibk.ac.at/projekte/chemie/page16.html

 

 
 
 
     
 
 
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